一种5G用聚合物的表面处理方法技术

本发明专利技术提供了一种5G用聚合物的表面处理方法，属于聚合物表面处理技术领域。本发明专利技术通过对聚合物进行氧元素注入、加成使聚合物基体元素与注入加成的原子形成共混结构，该结构的形成能够增加聚合物表面的粗糙度，提高其与金属的结合强度，从而使其抗剥离强度得以增强。本发明专利技术的处理方法能同时兼顾聚合物的表面电阻率、表面粗糙度、吸水度和抗拉伸性能，所用设备使用寿命高，成本低，能实现大规模的卷对卷生产，该方法可在聚合物表面处理上进行推广。

【技术实现步骤摘要】
一种5G用聚合物的表面处理方法
本专利技术涉及聚合物表面处理
，尤其涉及一种5G用聚合物的表面处理方法。
技术介绍
随着科技的发展，聚合物在科技领域中应用的越来越广泛，其重要性也日益凸显。聚合物本身具有非常独特的性能，如优良的耐腐蚀性能、耐高低温性能、耐老化性能、物理化学惰性以及高绝缘性能等等。但是很多情况下聚合物本身并不是单独使用的，它需要与其他金属、非金属、金属氧化物等进行耦合。因此，对聚合物表面的粘接性能提出了更高的要求，特别是一些需要高结合界面强度的应用场合，常规的聚合物很难达到其结合的要求，这大大限制了聚合物的进一步广泛应用。传统的聚合物表面处理方法有两种，一种是化学处理方法，通过强碱对聚合物进行表面腐蚀得到粗化的聚合物表面；另一种方法是电晕处理方法，电晕放电是当静电压达到一定的数值后，即产生无火花的电晕放电，这种效应有两种作用，1)除静电：在静电场的作用下，使周围的空气产生电离作用而形成正负离子，正负离子中的一种与织物所带静电荷相反而中和，另一种则与环境或大地中和，从而消除了静电；2)表面进行微刻蚀，在电晕放电过程中产生离子、电子和自由基等等，电晕放电可在大气压氛围中进行，但其能量偏弱属于温和型表面处理方式，其表面处理机理不甚明了。因此，现有方法进行表面处理，使用的能量偏低，不足以使得表面键发生断裂，电晕放电电流偏小，处理成本、效率以及效果相对有限，尤其是对于一些特殊聚合物，如PI、LCP、MPI、PET和PTFE等处理效果有限，因为这些聚合物的表面能很低，表面惰性很强，常常需要高能量离子才能使其发生化学断键，电晕处理时粒子能量仅为几个eV，不足以提高其表面能，从而不能提高聚合物与金属或非金属的结合强度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种5G用聚合物的表面处理方法，该方法处理后的聚合物表面能大，与金属或非金属的结合强度高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种5G用聚合物的表面处理方法，包括以下步骤：(1)利用潘宁气体离子源对聚合物的表面进行氧插入，使得聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第一聚合物；(2)利用考夫曼气体离子源对所述第一聚合物的表面进行氧加成，使得第一聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第二聚合物；(3)利用霍尔源气体离子源对所述第二聚合物的表面进行氢抽离，得到第三聚合物；(4)当所述第三聚合物的表面粗糙度大于0.4μm或小于0.1μm时，重复进行步骤(1)～(3)，直至第三聚合物表面的粗糙度为0.1～0.4μm。优选的，步骤(1)中，所述聚合物包括聚酰亚胺、液晶聚合物、改性聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯。优选的，步骤(1)中，所述氧插入的氧气流量为5～80sccm，电压为20～40KV，束流强度为1～50mA。优选的，步骤(2)中，所述氧加成的氧气流量为20～100sccm，电压为10～20KV，束流强度为5～150mA。优选的，步骤(3)中，所述氢抽离的氩气流量为50～150sccm，电压为0.1～1KV，束流强度为200～1000mA。优选的，当所述第二聚合物的表面电阻高于1015Ω，返回至步骤(1)，直至第二聚合物的表面电阻≤1015Ω。优选的，完成表面处理后的聚合物的介电常数＞3.0，表面水分吸收率＞10％；表面电阻＞1014Ω，表面粗糙度为0.1～0.4μm，亲水角40～80°，5GHZ高频介电损耗≤0.004。本专利技术提供了一种5G用聚合物的表面处理方法，包括以下步骤：(1)利用潘宁气体离子源对聚合物的表面进行氧插入，使得聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第一聚合物；(2)利用考夫曼气体离子源对所述第一聚合物的表面进行氧加成，使得第一聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第二聚合物；(3)利用霍尔源气体离子源对所述第二聚合物的表面进行氢抽离，得到第三聚合物；(4)当所述第三聚合物的表面粗糙度大于0.4或小于0.1时，重复进行步骤(1)～(3)，直至第三聚合物表面的粗糙度为0.1～0.4μm。本专利技术通过高能粒子氧注入形成化学断键以及悬挂键，氧加成会形成C-O和C＝O等键，这些基团均为高亲水性基团，而且表面能大；同时会消除惰性键，如C-F键。此外，由于潘宁气体离子源和考夫曼气体离子源均为高能溅射，能够在聚合物表面形成一定的粗糙度，进而提高表面积，大大提高聚合物的整体表面能。本专利技术通过对聚合物进行氧元素注入、加成使聚合物基体元素与注入加成的原子形成共混结构，该结构的形成能够增加聚合物表面的粗糙度，提高其与金属的结合强度，从而使其抗剥离强度得以增强。本专利技术基于气体离子源的方法进行表面处理，在清洗方面可操作性强，处理后聚合物的物理化学稳定性好，可以直接用湿毛巾沾中性洗洁剂擦洗或者水洗，洗完后不影响聚合物本身的物理化学特性。本专利技术的处理方法能同时兼顾聚合物的表面电阻率、表面粗糙度、吸水度和抗拉伸性能，所用设备使用寿命高，成本低，能实现大规模的卷对卷生产，该方法可在聚合物表面处理上进行推广。附图说明图1为本专利技术方法的流程图；图2为实施例1制备的表面处理后的MPI和未经表面处理的MPI的阻抗测试图；图3为实施例1中聚合物处理前的SEM图；图4为实施例1中聚合物处理前的表面亲水角图；图5为实施例1中聚合物处理后的SEM图；图6为实施例1中聚合物处理后的表面亲水角图；图7为实施例1中聚合物表面处理后的表面XPS图谱；图8为未经表面处理的聚合物与实施例1～2中处理后聚合物的结合力测试图；图9为聚合物与铜膜结合的示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种5G用聚合物的表面处理方法，包括以下步骤：(1)利用潘宁气体离子源对聚合物的表面进行氧插入，使得聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第一聚合物；(2)利用考夫曼气体离子源对所述第一聚合物的表面进行氧加成，使得第一聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第二聚合物；(3)利用霍尔源气体离子源对所述第二聚合物的表面进行氢抽离，得到第三聚合物；(4)当所述第三聚合物的表面粗糙度大于0.4或小于0.1时，重复进行步骤(1)～(3)，直至第三聚合物表面的粗糙度为0.1～0.4μm。在本专利技术中，若无特殊说明，所需设备或聚合物均为本领域技术人员熟知的市售商品。本专利技术利用潘宁气体离子源对聚合物的表面进行氧插入，使得聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第一聚合物。在本专利技术中，所述聚合物优选包括聚酰亚胺(PI)、液晶聚合物(LCP)、改性聚酰亚胺(MPI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚四氟乙烯(PTFE)。在本专利技术中，所述氧插入的氧气流量优选为5～80sccm，更优选为10～60sccm，进一步优选为30～50sccm，电压优选为20～40KV，更优选为25～35KV，束流强度优选为1～50mA，更优选为10～40mA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5G用聚合物的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)利用潘宁气体离子源对聚合物的表面进行氧插入，使得聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第一聚合物；/n(2)利用考夫曼气体离子源对所述第一聚合物的表面进行氧加成，使得第一聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第二聚合物；/n(3)利用霍尔源气体离子源对所述第二聚合物的表面进行氢抽离，得到第三聚合物；/n(4)当所述第三聚合物的表面粗糙度大于0.4μm或小于0.1μm时，重复进行步骤(1)～(3)，直至第三聚合物表面的粗糙度为0.1～0.4μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种5G用聚合物的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用潘宁气体离子源对聚合物的表面进行氧插入，使得聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第一聚合物；
(2)利用考夫曼气体离子源对所述第一聚合物的表面进行氧加成，使得第一聚合物表面的粗糙度变化≤0.1μm，得到第二聚合物；
(3)利用霍尔源气体离子源对所述第二聚合物的表面进行氢抽离，得到第三聚合物；
(4)当所述第三聚合物的表面粗糙度大于0.4μm或小于0.1μm时，重复进行步骤(1)～(3)，直至第三聚合物表面的粗糙度为0.1～0.4μm。


2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚合物包括聚酰亚胺、液晶聚合物、改性聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯。


3.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧插入的氧气流量为5～80sccm...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖斌，欧阳潇，王国梁，欧阳晓平，罗军，庞盼，陈琳，张旭，吴先映，英敏菊，
申请(专利权)人：北京师范大学，广东省广新离子束科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11